JP2012150469A - Coating compositions for use with over-coated photoresist - Google Patents

Coating compositions for use with over-coated photoresist Download PDF

Info

Publication number
JP2012150469A
JP2012150469A JP2012000224A JP2012000224A JP2012150469A JP 2012150469 A JP2012150469 A JP 2012150469A JP 2012000224 A JP2012000224 A JP 2012000224A JP 2012000224 A JP2012000224 A JP 2012000224A JP 2012150469 A JP2012150469 A JP 2012150469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composition
photoresist
resin
coating composition
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012000224A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5986748B2 (en
Inventor
Jain Vipul
ジェイン,ビップル
Ongayi Owendi
オンゲイ,オーウェンディ
Coley Suzanne
コーリー,スザンヌ
Zampini Anthony
ザンピーニ,アンソニー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Original Assignee
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm and Haas Electronic Materials LLC filed Critical Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Publication of JP2012150469A publication Critical patent/JP2012150469A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5986748B2 publication Critical patent/JP5986748B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/11Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/092Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by backside coating or layers, by lubricating-slip layers or means, by oxygen barrier layers or by stripping-release layers or means
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/094Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide organic coating compositions to reduce reflection of exposing radiation from a substrate back into an over-coated photoresist layer and/or to function as a planarizing, conformal, or via-fill layer.SOLUTION: Antireflective coating compositions comprise a component that comprises one or more parabanic acid moieties.

Description

本発明は、上塗りフォトレジストの下地となるコーティング組成物の成分として特に有用なパラバン酸組成物に関する。   The present invention relates to a paravanic acid composition that is particularly useful as a component of a coating composition that underlies an overcoated photoresist.

フォトレジストは基体への像の転写に使用される感光膜である。フォトレジストの塗膜層が基体上に形成され、次いで、そのフォトレジスト層がフォトマスクを通して活性化放射線源に露光される。フォトマスクは活性化放射線に対して不透明な領域および活性化放射線に対して透明な他の領域を有する。活性化放射線への露光は、フォトレジスト塗膜の光誘起または化学変換をもたらし、それによって、フォトマスクのパターンをフォトレジストでコーティングされた基体に移す。露光の後で、フォトレジストは現像されて、基体の選択的な処理を可能にするレリーフ像を提供する。   Photoresist is a photosensitive film used to transfer an image to a substrate. A coating layer of photoresist is formed on the substrate, and then the photoresist layer is exposed to an activating radiation source through a photomask. The photomask has areas that are opaque to activating radiation and other areas that are transparent to activating radiation. Exposure to activating radiation results in light-induced or chemical conversion of the photoresist coating, thereby transferring the photomask pattern to the photoresist-coated substrate. After exposure, the photoresist is developed to provide a relief image that allows selective processing of the substrate.

フォトレジストの主たる用途は、高度に研磨された半導体切片、例えば、シリコンまたはガリウムヒ素を、回路の機能を果たす電子伝導経路の複雑なマトリックスに変換することを目的とする半導体製造における用途である。適切なフォトレジスト処理が、この目的を達成することの鍵となる。様々なフォトレジスト処理工程の間には強い相互依存性があるが、露光は、高解像フォトレジスト像を達成するのに最も重要な工程の一つであると考えられている。   The primary use of photoresists is in semiconductor manufacturing aimed at converting highly polished semiconductor sections, such as silicon or gallium arsenide, into a complex matrix of electronic conduction paths that function as circuits. Appropriate photoresist processing is key to achieving this goal. Although there are strong interdependencies between the various photoresist processing steps, exposure is considered one of the most important steps to achieve a high resolution photoresist image.

フォトレジストを露光するのに使用される活性化放射線の反射は、多くの場合、フォトレジスト層においてパターン形成される像の解像度に限界をもたらす。基体/フォトレジスト界面からの放射線の反射は、フォトレジスト内の放射線強度の空間的な変動を生じさせる場合があり、結果的に現像における不均一なフォトレジスト線幅をもたらしうる。放射線は基体/フォトレジスト界面から、露光が意図されないフォトレジストの領域に散乱することもあり、この場合も線幅の変動をもたらしうる。   Reflection of the activating radiation used to expose the photoresist often limits the resolution of the image patterned in the photoresist layer. Reflection of radiation from the substrate / photoresist interface can cause spatial variations in radiation intensity within the photoresist, which can result in non-uniform photoresist linewidth in development. Radiation can scatter from the substrate / photoresist interface to areas of the photoresist that are not intended for exposure, which can also lead to linewidth variations.

反射した放射線の問題を低減するために使用される一つの試みは、基体表面とフォトレジスト塗膜層との間に挿入される放射線吸収層の使用であった。米国特許出願公開第2007026458号および第2010029556号を参照。   One attempt used to reduce the problem of reflected radiation has been the use of a radiation absorbing layer inserted between the substrate surface and the photoresist coating layer. See U.S. Patent Application Publication Nos. 20070426458 and 20110029556.

米国特許出願公開第2007026458号明細書US Patent Application Publication No. 200706458 米国特許出願公開第2010029556号明細書US Patent Application Publication No. 20110029556

電子デバイス製造者は、反射防止塗膜層上にパターン形成されたフォトレジスト像の増大した解像度を継続して求めている。   Electronic device manufacturers continue to seek increased resolution of photoresist images patterned on antireflective coating layers.

一形態においては、1以上のパラバン酸部分を含む樹脂が提供される。
本発明のコーティング組成物の好ましい樹脂は1以上のポリエステル連鎖を含むことができる。好ましい樹脂はパラバン酸部分に加えて、ウラシル基および/またはシアヌラート基のような基も含むことができる。
さらなる形態においては、1以上のパラバン酸部分を含む成分を含む、下地反射防止組成物をはじめとする下地コーティング組成物が提供される。本発明の好ましい下地コーティング組成物には、1以上のパラバン酸部分を含む樹脂を含むものが挙げられる。下地コーティング組成物の好ましい追加の成分には、架橋性官能基もしくは材料が挙げられる。好ましい下地コーティング組成物は、マイクロエレクトロニクスウェハのような所望の基体へのスピンオン適用のための有機溶媒組成物として配合される。
In one form, a resin comprising one or more parabanic acid moieties is provided.
Preferred resins of the coating composition of the present invention can contain one or more polyester chains. Preferred resins may contain groups such as uracil groups and / or cyanurate groups in addition to the paravanic acid moiety.
In a further aspect, a base coating composition is provided, including a base antireflective composition, comprising a component comprising one or more paravanic acid moieties. Preferred undercoating compositions of the present invention include those comprising a resin containing one or more paravanic acid moieties. Preferred additional components of the base coating composition include crosslinkable functional groups or materials. Preferred undercoating compositions are formulated as organic solvent compositions for spin-on application to desired substrates such as microelectronic wafers.

本発明の好ましい下地コーティング組成物は水接触角を調節するための処理前に架橋される。この架橋は、硬化および1以上の組成物成分間の共有結合形成反応を含む。   Preferred undercoating compositions of the present invention are cross-linked prior to treatment to adjust the water contact angle. This cross-linking includes curing and a covalent bond forming reaction between one or more composition components.

反射防止用途のためには、本発明の下地組成物は、上塗りレジスト層を露光するために使用され、反射してレジスト層に戻る望まれない放射線を吸収することができる発色団を含む成分も含む。このような発色団は、樹脂または酸発生剤化合物のような他の組成物成分に存在することができ、または組成物は場合によって置換されたフェニル基、場合によって置換されたアントラセン基もしくは場合によって置換されたナフチル基の1種以上のような、1種以上の発色団部分を含む発色団単位、例えば、低分子(例えば、約1000未満または500未満のMW)を含むことができる別の成分を含むことができる。上塗りフォトレジストと共に193nmで像形成される本発明の下地コーティング組成物については、パラバン酸成分のパラバン酸部分が効果的な露光放射線吸収発色団として機能しうる。   For antireflective applications, the undercoating composition of the present invention is also used to expose an overcoated resist layer and also includes a component that includes a chromophore that can absorb unwanted radiation that reflects back to the resist layer. Including. Such chromophores can be present in other composition components such as resins or acid generator compounds, or the composition can be optionally substituted phenyl groups, optionally substituted anthracene groups or optionally. Another component that can include a chromophore unit that includes one or more chromophore moieties, such as one or more of substituted naphthyl groups, eg, a small molecule (eg, less than about 1000 or less than 500 MW). Can be included. For the undercoating compositions of the present invention imaged at 193 nm with an overcoated photoresist, the paravanic acid portion of the paravanic acid component can function as an effective exposure radiation absorbing chromophore.

本発明のコーティング組成物に含まれる概して好ましい発色団、特に反射防止用途に使用されるものには、単環および複数環双方の芳香族基、例えば、場合によって置換されたフェニル、場合によって置換されたナフチル、場合によって置換されたアントラセニル、場合によって置換されたフェナントラセニル、場合によって置換されたキノリニルなどが挙げられる。特に好ましい発色団は上塗りレジスト層を露光するのに使用される放射線に応じて変化しうる。より具体的には、248nmでの上塗りレジストの露光については、場合によって置換されたアントラセンおよび場合によって置換されたナフチルが、反射防止組成物の好ましい発色団である。193nmでの上塗りレジストの露光については、場合によって置換されたフェニルおよび場合によって置換されたナフチルが、反射防止組成物の特に好ましい発色団である。好ましくは、このような発色団は反射防止組成物の樹脂成分に結合している(例えば、ペンダント基)。   The generally preferred chromophores included in the coating compositions of the present invention, particularly those used in antireflective applications, include both monocyclic and multi-ring aromatic groups such as optionally substituted phenyl, optionally substituted. Naphthyl, optionally substituted anthracenyl, optionally substituted phenanthracenyl, optionally substituted quinolinyl and the like. Particularly preferred chromophores can vary depending on the radiation used to expose the overcoated resist layer. More specifically, for overcoating resist exposure at 248 nm, optionally substituted anthracene and optionally substituted naphthyl are preferred chromophores of the antireflective composition. For overcoating resist exposure at 193 nm, optionally substituted phenyl and optionally substituted naphthyl are particularly preferred chromophores for antireflective compositions. Preferably, such chromophore is bound to the resin component of the antireflective composition (eg, a pendant group).

上述のように、本発明のコーティング組成物は好ましくは架橋性組成物であり、例えば、熱または活性化放射線処理の際に架橋するかまたは別の方法で硬化する物質を含む。典型的には、この組成物は架橋剤成分、例えば、アミン含有物質、例えば、メラミン、グリコウリルもしくはベンゾグアナミン化合物または樹脂を含むことができる。好ましくは本発明の架橋性組成物は組成物塗膜層の熱処理によって硬化されうる。適切には、コーティング組成物は、架橋反応を促進するために、酸またはより好ましくは酸発生剤化合物、特に熱酸発生剤化合物も含む。   As noted above, the coating composition of the present invention is preferably a crosslinkable composition, including, for example, a material that crosslinks or otherwise cures upon thermal or activating radiation treatment. Typically, the composition can include a crosslinker component, such as an amine-containing material, such as a melamine, glycouril or benzoguanamine compound or resin. Preferably, the crosslinkable composition of the present invention can be cured by heat treatment of the composition coating layer. Suitably the coating composition also comprises an acid or more preferably an acid generator compound, in particular a thermal acid generator compound, to promote the crosslinking reaction.

反射防止コーティング組成物として、並びに他の用途、例えば、ビアフィルとして使用するために、好ましくは、組成物は、この組成物層上にフォトレジスト組成物層を適用する前に架橋される。   For use as an antireflective coating composition, as well as for other uses, such as via fill, preferably the composition is crosslinked prior to applying a photoresist composition layer over the composition layer.

様々なフォトレジストが本発明のコーティング組成物と組み合わせて(すなわち、上塗りされて)使用されうる。本発明の反射防止組成物と共に使用するのに好ましいフォトレジストは化学増幅型レジスト、特に、1種以上の光酸発生剤化合物と、光により発生した酸の存在下でデブロッキング(deblocking)もしくは開裂反応を受ける単位、例えば、光酸不安定(photoacid−labile)−エステル、アセタール、ケタールまたはエーテル単位を含む樹脂成分とを含むポジ型フォトレジストである。活性化放射線への露光の際に架橋(すなわち、硬化もしくは固化)するレジストのような、ネガ型フォトレジストも本発明のコーティング組成物と共に使用されうる。本発明のコーティング組成物と共に使用するのに好ましいフォトレジストは、比較的短い波長の放射線、例えば、300nm未満、もしくは260nm未満、例えば、約248nmの波長を有する放射線、または約200nm未満、例えば、193nmの波長を有する放射線で像形成されうる。EUVおよび他の高エネルギー像形成も好適である。   A variety of photoresists can be used in combination (ie, overcoated) with the coating composition of the present invention. Preferred photoresists for use with the antireflective compositions of the present invention are chemically amplified resists, particularly one or more photoacid generator compounds and deblocking or cleavage in the presence of light generated acid. A positive photoresist comprising a unit that undergoes a reaction, for example a photoacid-labile-resin component comprising an ester, acetal, ketal or ether unit. Negative photoresists can also be used with the coating compositions of the present invention, such as resists that crosslink (ie, cure or solidify) upon exposure to activating radiation. Preferred photoresists for use with the coating compositions of the present invention are relatively short wavelength radiation, such as less than 300 nm, or less than 260 nm, such as radiation having a wavelength of about 248 nm, or less than about 200 nm, such as 193 nm. Can be imaged with radiation having a wavelength of. EUV and other high energy imaging is also suitable.

本発明は、フォトレジストレリーフ像を形成する方法、および本発明のコーティング組成物を単独でもしくはフォトレジスト組成物と組み合わせてコーティングした基体(例えば、マイクロエレクトロニクスウェハ基体)を含む新規の製造物品をさらに提供する。   The present invention further provides a method for forming a photoresist relief image and a novel article of manufacture comprising a substrate (eg, a microelectronic wafer substrate) coated with the coating composition of the present invention alone or in combination with a photoresist composition. provide.

本発明の他の形態が以下に開示される。
本発明者は、上塗りフォトレジスト層と併用されるのに特に有用な新規の有機コーティング組成物を提供する。本発明の好ましいコーティング組成物はスピンコーティングにより適用されることができ(スピンオン組成物)、溶媒組成物として配合されうる。本発明のコーティング組成物は、上塗りフォトレジストのための反射防止組成物として、および/または上塗りフォトレジスト組成物塗膜層のための平坦化またはビアフィル組成物として特に有用である。
Other forms of the invention are disclosed below.
The inventor provides a novel organic coating composition that is particularly useful for use with an overcoated photoresist layer. Preferred coating compositions of the present invention can be applied by spin coating (spin-on composition) and can be formulated as a solvent composition. The coating compositions of the present invention are particularly useful as antireflective compositions for overcoated photoresists and / or as planarizing or viafill compositions for overcoated photoresist composition coating layers.

本発明の好ましい下地コーティング組成物は、進歩したリソグラフィ用途のために必要とされうる、速い反応性エッチング速度、並びに高い屈折率(>1.8)、および193nmでの低い吸収を示すことができる。さらに、本発明の好ましいパラバン酸ポリマーは高い熱安定性を示しうる。   Preferred undercoating compositions of the present invention can exhibit fast reactive etch rates, as well as high refractive index (> 1.8), and low absorption at 193 nm that may be required for advanced lithographic applications. . Furthermore, preferred paravanic acid polymers of the present invention can exhibit high thermal stability.

本発明のパラバン酸成分には、パラバン酸(PBA)含有ポリマー、コポリマー、ターポリマー、テトラポリマー、および他のより高次のPBA含有ポリマー、並びにこのポリマーのブレンドが挙げられる。   The parabanic acid component of the present invention includes parabanic acid (PBA) containing polymers, copolymers, terpolymers, tetrapolymers, and other higher order PBA containing polymers, and blends of these polymers.

本発明の下地有機コーティング組成物に有用なパラバン酸成分は容易に製造されうる。例えば、パラバン酸ジアセタート化合物は有用な試薬であり、一般的に以下の実施例に記載されたように製造されそして使用される。   The parabanic acid component useful in the underlying organic coating composition of the present invention can be readily produced. For example, parabanic acid diacetate compounds are useful reagents and are generally prepared and used as described in the following examples.

下地コーティング組成物の樹脂:
上述のように、好ましい樹脂には、1以上のパラバン酸部分を含む樹脂が挙げられる。適切には、この1以上のパラバン酸部分は樹脂骨格に対してペンダントであることができ、あるいは、例えば、パラバン酸基の各環窒素で連結される樹脂骨格連鎖であってもよい。
Undercoat composition resin:
As noted above, preferred resins include resins that include one or more parabanic acid moieties. Suitably, the one or more paravanic acid moieties can be pendant to the resin backbone, or can be, for example, a resin backbone chain linked at each ring nitrogen of the paravanic acid group.

本発明のパラバン酸樹脂は様々な方法によって、例えば、パラバン酸基を含む1種以上のモノマーの重合、例えば、酸性もしくは塩基性縮合反応によって、合成されることができる。特に好ましいパラバン酸樹脂合成は以下の実施例に示される。好ましくは、形成される樹脂の全繰り返し単位の少なくとも約1、2、3、4もしくは5パーセント、より好ましくは形成される樹脂の全繰り返し単位の少なくとも約10、15、20、25、30、35、40、45、50もしくは55パーセントは1以上のパラバン酸部分を含む。   The paravanic acid resin of the present invention can be synthesized by various methods, for example, polymerization of one or more monomers containing a paravanic acid group, for example, acidic or basic condensation reaction. Particularly preferred paravanic acid resin synthesis is shown in the examples below. Preferably, at least about 1, 2, 3, 4 or 5 percent of all repeating units of the formed resin, more preferably at least about 10, 15, 20, 25, 30, 35 of all repeating units of the formed resin. 40, 45, 50 or 55 percent contain one or more parabanic acid moieties.

本発明の特に好ましいパラバン酸樹脂はポリエステル連鎖を含み、すなわち、本発明のある形態においてはポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂は1種以上のポリオール試薬と1種以上のパラバン酸含有試薬との反応によって容易に製造されうる。好適なポリオール試薬には、ジオール、グリセロールおよびトリオール、例えば、ジオールなどが挙げられ、ジオールは、例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、シクロブチルジオール、シクロペンチルジオール、シクロヘキシルジオール、ジメチロールシクロヘキサンであり、およびトリオールは、例えば、グリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどである。特に好ましいポリオール試薬は以下の実施例に示される。   Particularly preferred parabanic acid resins of the present invention contain a polyester chain, i.e., in certain forms of the present invention, polyester resins are preferred. The polyester resin can be easily produced by the reaction of one or more polyol reagents and one or more parabanic acid-containing reagents. Suitable polyol reagents include diols, glycerol and triols such as diols, which include, for example, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, butanediol, pentanediol, cyclohexane. Butyldiol, cyclopentyldiol, cyclohexyldiol, dimethylolcyclohexane, and triol are, for example, glycerol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and the like. Particularly preferred polyol reagents are shown in the examples below.

本発明のコーティング組成物の樹脂は様々な追加の基、例えば、米国特許第6852421号に開示されるようなシアヌラート基を含むことができる。追加の好ましい樹脂単位は、米国仮出願第61/428896号に開示されるようなウラシル基である。   The resin of the coating composition of the present invention can contain various additional groups, for example, cyanurate groups as disclosed in US Pat. No. 6,852,421. An additional preferred resin unit is a uracil group as disclosed in US Provisional Application No. 61/428896.

本発明の特に好ましい樹脂は、1以上のパラバン酸基、1以上のポリエステル連結および場合によっては1以上のシアヌラート基を含むことができる。   Particularly preferred resins of the present invention can contain one or more parabanic acid groups, one or more polyester linkages and optionally one or more cyanurate groups.

論じられたように、反射防止用途のためには、反応して樹脂を形成する化合物の1種以上は、適切には、上塗りフォトレジスト塗膜層を露光するのに使用される放射線を吸収する発色団として機能しうる部分を含む。例えば、フタラート化合物(例えば、フタル酸もしくはフタル酸ジアルキル(すなわち、各エステルが1〜6個の炭素原子を有する様なジエステル、好ましくはフタル酸ジメチルもしくはフタル酸ジエチル))が芳香族もしくは非芳香族ポリオールおよび場合によって他の反応性化合物と重合されることができ、サブ200nmの波長、例えば、193nmで像形成されるフォトレジストと共に使用される反射防止組成物において特に有用であるポリエステルを提供できる。同様に、サブ300nmの波長またはサブ200nmの波長、例えば、248nmもしくは193nmで像形成される上塗りフォトレジストと併用の組成物中に使用される樹脂には、ナフチル化合物、例えば、1もしくは2もしくはそれより多いカルボキシル置換基を有するナフチル化合物、例えば、ナフタレンジカルボン酸ジアルキル、特に、ジ−C1−6アルキルが重合されうる。反応性アントラセン化合物、例えば、1以上のカルボキシもしくはエステル基、例えば、1以上のメチルエステルもしくはエチルエステル基を有するアントラセン化合物も好ましい。 As discussed, for antireflection applications, one or more of the compounds that react to form a resin suitably absorbs radiation used to expose the overcoated photoresist coating layer. Contains a moiety that can function as a chromophore. For example, phthalate compounds (eg, phthalic acid or dialkyl phthalates (ie, diesters where each ester has 1 to 6 carbon atoms, preferably dimethyl phthalate or diethyl phthalate)) are aromatic or non-aromatic Polyesters that can be polymerized with polyols and optionally other reactive compounds, can be provided that are particularly useful in antireflective compositions for use with photoresists imaged at sub-200 nm wavelengths, eg, 193 nm. Similarly, resins used in compositions in combination with topcoat photoresists imaged at sub-300 nm wavelengths or sub-200 nm wavelengths such as 248 nm or 193 nm include naphthyl compounds such as 1 or 2 or more Naphthyl compounds with more carboxyl substituents can be polymerised, for example dialkyl naphthalenedicarboxylates, in particular di-C 1-6 alkyl. Also preferred are reactive anthracene compounds, such as anthracene compounds having one or more carboxy or ester groups, such as one or more methyl ester or ethyl ester groups.

発色団単位を含む化合物は、1もしくは好ましくは2以上のヒドロキシ基も含むことができ、カルボキシル含有化合物と反応させられうる。例えば、1、2もしくはそれより多いヒドロキシル基を有するフェニル化合物もしくはアントラセン化合物がカルボキシル含有化合物と反応させられうる。   Compounds containing chromophore units can also contain one or preferably two or more hydroxy groups and can be reacted with carboxyl-containing compounds. For example, phenyl compounds or anthracene compounds having one, two or more hydroxyl groups can be reacted with a carboxyl-containing compound.

さらに、反射防止目的で使用される下地コーティング組成物は、水接触角調節をもたらす樹脂成分とは別に、発色団単位を含む物質を含むことができる(例えば、光酸不安定基および/または塩基反応性基を含む樹脂)。例えば、コーティング組成物は、フェニル、アントラセン、ナフチルなどの単位を含むポリマー化合物もしくは非ポリマー化合物を含むことができる。しかし、多くの場合、水接触角調節および発色団部分を提供する1種以上の樹脂が好ましい。   In addition, the undercoating composition used for antireflection purposes can include substances containing chromophore units (eg, photoacid labile groups and / or bases) separately from the resin component that provides water contact angle adjustment. Resin containing reactive groups). For example, the coating composition can include polymeric or non-polymeric compounds that include units such as phenyl, anthracene, naphthyl, and the like. However, in many cases, one or more resins that provide water contact angle control and chromophore moieties are preferred.

本発明の下地コーティング組成物の樹脂(パラバン酸含有樹脂を含む)は、好ましくは、約1,000〜約10,000,000ダルトン、より典型的には、約2,000〜約100,000ダルトンの重量平均分子量(Mw)を有し、約500〜約1,000,000ダルトンの数平均分子量(Mn)を有する。本発明のポリマーの分子量(MwまたはMn)はゲル浸透クロマトグラフィーによって適切に決定される。   The resins of the undercoating composition of the present invention (including paravanic acid-containing resins) are preferably from about 1,000 to about 10,000,000 daltons, more typically from about 2,000 to about 100,000. It has a weight average molecular weight (Mw) of daltons and a number average molecular weight (Mn) of about 500 to about 1,000,000 daltons. The molecular weight (Mw or Mn) of the polymer of the present invention is appropriately determined by gel permeation chromatography.

パラバン酸含有成分(例えば、パラバン酸含有樹脂)は多くの好ましい実施形態における下地コーティング組成物の過半量の固体成分である。本明細書において言及される場合、コーティング組成物の固形分とは、溶媒キャリアを除いたこのコーティング組成物の全ての材料をいう。ある形態においては、パラバン酸含有成分はコーティング組成物のマイナー部分(例えば、全固形分の50%未満)であることができ、パラバン酸置換を含まない1種以上の他の樹脂と適切にブレンドされうる。   The parabanic acid-containing component (eg, parabanic acid-containing resin) is the majority solid component of the base coating composition in many preferred embodiments. As referred to herein, the solid content of the coating composition refers to all materials of the coating composition except the solvent carrier. In some forms, the paravanic acid-containing component can be a minor portion of the coating composition (eg, less than 50% of the total solids) and is suitably blended with one or more other resins that do not include paravanic acid substitution. Can be done.

示されるように、本発明の好ましい下地コーティング組成物は、例えば、熱および/または放射線処理によって架橋されうる。例えば、好ましい本発明の下地コーティング組成物は、このコーティング組成物の1種以上の他の成分と架橋することができる別個の架橋剤成分を含むことができる。概して、好ましい架橋性コーティング組成物は別個の架橋剤成分を含む。本発明の特に好ましいコーティング組成物は、別個の成分として、樹脂、架橋剤および酸源、例えば、熱酸発生剤化合物を含む。熱酸発生剤の活性化によるコーティング組成物の熱誘起架橋が概して好ましい。   As indicated, preferred undercoating compositions of the present invention can be crosslinked, for example, by thermal and / or radiation treatment. For example, preferred undercoating compositions of the present invention can include a separate crosslinker component that can crosslink with one or more other components of the coating composition. In general, preferred crosslinkable coating compositions comprise a separate crosslinker component. Particularly preferred coating compositions of the present invention comprise a resin, a crosslinker and an acid source such as a thermal acid generator compound as separate components. Thermally induced crosslinking of the coating composition by activation of a thermal acid generator is generally preferred.

コーティング組成物における使用に適した熱酸発生剤化合物には、反射防止組成物塗膜層の硬化中に架橋を触媒しまたは促進するための、イオン性または実質的に中性の熱酸発生剤、例えば、アンモニウムアレーンスルホナート塩が挙げられる。典型的には、1種以上の熱酸発生剤がコーティング組成物中に、組成物の全乾燥成分(溶媒キャリアを除いた全成分)の約0.1〜10重量パーセント、より好ましくは全乾燥成分の約2重量パーセントの濃度で存在する。   Thermal acid generator compounds suitable for use in coating compositions include ionic or substantially neutral thermal acid generators to catalyze or promote crosslinking during curing of the antireflective composition coating layer. Examples thereof include ammonium arene sulfonate salts. Typically, one or more thermal acid generators are present in the coating composition in an amount of about 0.1 to 10 percent by weight of the total dry components of the composition (all components except the solvent carrier), more preferably total dry Present at a concentration of about 2 weight percent of the ingredients.

本発明の好ましい架橋型コーティング組成物は架橋剤成分も含む。シプレイ(Shipley)欧州特許出願公開第542008号(参照により本明細書に組み込まれる)に開示される架橋剤をはじめとする様々な架橋剤が使用されうる。例えば、好適なコーティング組成物架橋剤には、アミンベースの架橋剤、例えば、メラミン物質、例えば、サイテックインダストリーズ(Cytec Industries)によって製造され、サイメル(Cymel)300、301、303、350、370、380、1116および1130の商品名で販売されているメラミン樹脂が挙げられる。サイテックインダストリーズから入手可能なグリコールウリルをはじめとするグリコールウリルが特に好ましい。サイテックインダストリーズからサイメル1123および1125の名称で入手可能なベンゾグアナミン樹脂、およびサイテックインダストリーズからパウダーリンク(Powderlink)1174および1196の名称で入手可能な尿素樹脂などの樹脂をはじめとする、ベンゾグアナミンおよび尿素ベースの物質も好適であり得る。市販のものに加えて、このようなアミンベースの樹脂は、例えば、アルコール含有溶液中でのアクリルアミドもしくはメタクリルアミドコポリマーとホルムアルデヒドとの反応によって、またはN−アルコキシメチルアクリルアミドもしくはメタクリルアミドと他の好適なモノマーとの共重合によって製造されうる。   Preferred crosslinkable coating compositions of the present invention also include a crosslinker component. A variety of cross-linking agents may be used, including the cross-linking agents disclosed in Shipley EP-A-542008 (incorporated herein by reference). For example, suitable coating composition crosslinkers include amine-based crosslinkers, such as melamine materials, such as those manufactured by Cytec Industries, Cymel 300, 301, 303, 350, 370, 380. And melamine resins sold under the trade names 1116 and 1130. Particularly preferred are glycolurils including glycoluril available from Cytec Industries. Benzoguanamine and urea based materials, including benzoguanamine resins available under the names Cymel 1123 and 1125 from Cytec Industries, and urea resins available under the names Powderlink 1174 and 1196 from Cytech Industries May also be suitable. In addition to those available commercially, such amine-based resins can be used, for example, by reaction of acrylamide or methacrylamide copolymers with formaldehyde in alcohol-containing solutions, or with N-alkoxymethylacrylamide or methacrylamide and other suitable. It can be produced by copolymerization with monomers.

本発明のコーティング組成物の架橋剤成分は、一般に、反射防止組成物の全固形分(溶媒キャリア以外の全成分)の約5〜50重量パーセントの量で、より典型的には、全固形分の約7〜25重量パーセントの量で存在する。   The crosslinker component of the coating composition of the present invention is generally in an amount of about 5 to 50 weight percent of the total solids of the antireflective composition (all components other than the solvent carrier), more typically the total solids. Present in an amount of about 7 to 25 weight percent.

本発明のコーティング組成物、特に反射制御用途のコーティング組成物は、上塗りフォトレジスト層を露光するのに使用される放射線を吸収する追加の染料化合物も含むことができる。他の任意の添加剤には、表面平滑剤(surface leveling agent)、例えば、シルウェット(Silwet)7604の商品名で入手可能な平滑剤、または3Mカンパニーから入手可能な界面活性剤FC171またはFC431が挙げられる。   The coating composition of the present invention, particularly for reflection control applications, can also include additional dye compounds that absorb the radiation used to expose the overcoated photoresist layer. Other optional additives include surface leveling agents, for example, leveling agents available under the trade name Silwet 7604, or surfactants FC171 or FC431 available from 3M Company. Can be mentioned.

本発明の下地コーティング組成物は、上塗りフォトレジスト組成物について使用するために論じられるような光酸発生剤をはじめとする光酸発生剤のような他の物質も含むことができる。反射防止組成物における光酸発生剤のこのような使用の論述については、米国特許第6261743号を参照。   The undercoating composition of the present invention can also include other materials such as photoacid generators, including photoacid generators as discussed for use with overcoated photoresist compositions. For a discussion of such use of photoacid generators in antireflective compositions, see US Pat. No. 6,261,743.

本発明の液体コーティング組成物を製造するために、コーティング組成物の成分は適切な溶媒、例えば、1種以上のオキシイソブチル酸エステル、特に、上述のようなメチル−2−ヒドロキシイソブチラート、乳酸エチル、もしくは1種以上のグリコールエーテル、例えば、2−メトキシエチルエーテル(ジグリム)、エチレングリコールモノメチルエーテル、およびプロピレングリコールモノメチルエーテル;エーテルおよびヒドロキシ部分双方を有する溶媒、例えば、メトキシブタノール、エトキシブタノール、メトキシプロパノールおよびエトキシプロパノール;2−ヒドロキシイソブチル酸メチル;エステル、例えば、メチルセロソルブアセタート、エチルセロソルブアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートおよび他の溶媒、例えば、2塩基エステル、プロピレンカーボナートおよびガンマ−ブチロラクトンなどに溶解される。溶媒中の乾燥成分の濃度は、適用方法のようないくつかの要因に依存しうる。一般に、下地コーティング組成物の固形分量はコーティング組成物の全重量の約0.5〜20重量パーセントで変動し、好ましくはこの固形分量はコーティング組成物の約0.5〜10重量で変動する。   In order to produce the liquid coating composition of the present invention, the components of the coating composition may comprise a suitable solvent, such as one or more oxyisobutyric acid esters, particularly methyl-2-hydroxyisobutyrate, lactic acid as described above. Ethyl, or one or more glycol ethers such as 2-methoxyethyl ether (diglyme), ethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether; solvents having both ether and hydroxy moieties such as methoxybutanol, ethoxybutanol, methoxy Propanol and ethoxypropanol; methyl 2-hydroxyisobutyrate; esters such as methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate , Dipropylene glycol monomethyl ether acetate and other solvents such as dibasic esters, propylene carbonate and gamma - is dissolved like butyrolactone. The concentration of the dry ingredients in the solvent can depend on several factors such as the method of application. Generally, the solids content of the base coating composition varies from about 0.5 to 20 weight percent of the total weight of the coating composition, and preferably the solids content varies from about 0.5 to 10 weights of the coating composition.

典型的なフォトレジストシステム
ポジ型およびネガ型光酸発生組成物のような様々なフォトレジスト組成物が本発明のコーティング組成物と共に使用されうる。本発明の反射防止組成物と共に使用されるフォトレジストは、典型的には、樹脂バインダーおよび光活性成分、典型的には光酸発生剤化合物を含む。好ましくは、フォトレジスト樹脂バインダーは、像形成されるレジスト組成物に水性アルカリ現像可能性を付与する官能基を有する。
Exemplary Photoresist Systems Various photoresist compositions such as positive and negative photoacid generating compositions can be used with the coating compositions of the present invention. The photoresist used with the antireflective composition of the present invention typically comprises a resin binder and a photoactive component, typically a photoacid generator compound. Preferably, the photoresist resin binder has functional groups that impart aqueous alkaline developability to the imaged resist composition.

上述のように、本発明の下地コーティング組成物と共に使用するのに特に好ましいフォトレジストは、化学増幅型レジストであり、特にポジ型化学増幅型レジスト組成物であり、このレジスト層において光活性化された酸は1種以上の組成物成分の脱保護型反応を誘導し、それにより、レジスト塗膜層の露光領域と未露光領域との間の溶解度差をもたらす。多くの化学増幅型レジスト組成物が、例えば、米国特許第4,968,581号;第4,883,740号;第4,810,613号;第4,491,628号および第5,492,793号に記載されている。本発明のコーティング組成物は、光酸の存在下でデブロッキングを受けるアセタール基を有するポジ型化学増幅型フォトレジストと共に、特に適切に使用される。このようなアセタールベースのレジストは、例えば、米国特許第5,929,176号および第6,090,526号に記載されている。   As mentioned above, a particularly preferred photoresist for use with the undercoating composition of the present invention is a chemically amplified resist, particularly a positive chemically amplified resist composition, which is photoactivated in this resist layer. The acid induces a deprotective reaction of one or more composition components, thereby resulting in a solubility difference between the exposed and unexposed areas of the resist coating layer. Many chemically amplified resist compositions are described, for example, in U.S. Pat. Nos. 4,968,581; 4,883,740; 4,810,613; 4,491,628 and 5,492. 793, No. 793. The coating composition of the present invention is particularly suitably used with a positive chemically amplified photoresist having an acetal group that undergoes deblocking in the presence of a photoacid. Such acetal-based resists are described, for example, in US Pat. Nos. 5,929,176 and 6,090,526.

本発明の下地コーティング組成物は、他のポジ型レジスト、例えば、極性官能基、例えば、ヒドロキシルもしくはカルボキシラートを含む樹脂バインダーを含むレジストと共に使用されることもでき、その樹脂バインダーはアルカリ水溶液でそのレジストを現像可能にするのに充分な量でレジスト組成物中に使用される。一般に、好ましいレジスト樹脂バインダーはフェノール系樹脂であり、例えば、当該技術分野でノボラック樹脂として知られているフェノールアルデヒド縮合物、アルケニルフェノールのホモおよびコポリマー、並びにN−ヒドロキシフェニル−マレイミドのホモおよびコポリマーが挙げられる。   The undercoating composition of the present invention can also be used with other positive resists, for example, resists containing a resin binder containing polar functional groups such as hydroxyl or carboxylate, the resin binder being an alkaline aqueous solution thereof. It is used in the resist composition in an amount sufficient to make the resist developable. In general, preferred resist resin binders are phenolic resins, such as phenol aldehyde condensates, alkenyl phenol homo- and copolymers, and N-hydroxyphenyl-maleimide homo- and copolymers known in the art as novolak resins. Can be mentioned.

本発明の下地コーティング組成物と共に使用するのに好ましいポジ型フォトレジストは、像形成有効量の光酸発生剤化合物および下記の群から選択される1種以上の樹脂を含む:
1)248nmでの像形成に特に好適な化学増幅ポジ型レジストを提供できる酸不安定基を含むフェノール系樹脂。この種の特に好ましい樹脂には以下のものが挙げられる:i)ビニルフェノールおよびアクリル酸アルキルの重合単位を含むポリマーであって、重合されたアクリル酸アルキル単位が光酸の存在下でデブロッキング反応を受けうるポリマー。光酸誘起デブロッキング反応を受けうる代表的なアクリル酸アルキルには、例えば、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸メチルアダマンチル、メタクリル酸メチルアダマンチル、および光酸誘起反応を受けうる他の非環式アルキルおよび脂環式アクリラートが挙げられ、例えば、米国特許第6,042,997号および第5,492,793号におけるポリマーが挙げられる;ii)ヒドロキシまたはカルボキシ環置換基を含まない、場合によって置換されたビニルフェニル(例えば、スチレン)、ビニルフェノール、および上記ポリマーi)について記載されるデブロッキング基のようなアクリル酸アルキルの重合単位を含むポリマー、例えば、米国特許第6,042,997号に記載されるポリマー;並びに、iii)光酸と反応できるアセタールまたはケタール部分を含む繰り返し単位を含み、および場合によってフェニルまたはフェノール性基のような芳香族繰り返し単位を含むポリマー;このようなポリマーは米国特許第5,929,176号および第6,090,526号に記載されている:
2)フェニルまたは他の芳香族基を実質的にまたは完全に含まず、サブ200nmの波長、例えば、193nmでの像形成に特に好適な化学増幅ポジ型レジストを提供できる樹脂。特に好ましいこの種の樹脂には次のものが挙げられる:i)非芳香族環式オレフィン(環内二重結合)、例えば、場合によって置換されたノルボルネンの重合単位を含むポリマー、例えば、米国特許第5,843,624号および第6,048,664号に記載されたポリマー;ii)アクリル酸アルキル単位、例えば、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸メチルアダマンチル、メタクリル酸メチルアダマンチル、および他の非環式アルキルおよび脂環式アクリラートを含むポリマー;このようなポリマーは米国特許第6,057,083号;欧州特許出願公開第EP01008913A1号およびEP00930542A1号;および米国特許出願第09/143,462号に記載されている;並びに、iii)重合された酸無水物単位、特に重合された無水マレイン酸および/または無水イタコン酸単位を含むポリマー、例えば、欧州特許出願公開第EP01008913A1号および米国特許第6,048,662号に開示されるポリマー:
3)ヘテロ原子、特に酸素および/または硫黄を含む繰り返し単位(ただし、酸無水物は除く、すなわち、この単位はケト環原子を含まない)を含み、かつ望ましくは実質的にまたは完全に芳香族単位を含まない樹脂。好ましくは、ヘテロ脂環式単位はこの樹脂骨格に縮合されており、さらに好ましいのは、樹脂が、ノルボルネン基の重合により提供されるような縮合炭素脂環式単位、および/または無水マレイン酸もしくは無水イタコン酸の重合により提供されるような酸無水物単位を含むものである。このような樹脂は国際出願第PCT/US01/14914号および米国特許出願番号第09/567,634号に開示されている:
4)フッ素置換を含む樹脂(フルオロポリマー)、例えば、テトラフルオロエチレン、フッ素化芳香族群、例えば、フルオロ−スチレン化合物などの重合により提供されうる樹脂。このような樹脂の例は、例えば、国際出願第PCT/US99/21912号に開示されている。
A preferred positive photoresist for use with the undercoating composition of the present invention comprises an imaging effective amount of a photoacid generator compound and one or more resins selected from the following group:
1) A phenolic resin containing an acid labile group that can provide a chemically amplified positive resist particularly suitable for image formation at 248 nm. Particularly preferred resins of this type include: i) polymers containing polymerized units of vinylphenol and alkyl acrylate, wherein the polymerized alkyl acrylate units are deblocked in the presence of a photoacid. A polymer that can be affected. Representative alkyl acrylates that can undergo photoacid-induced deblocking reactions include, for example, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, methyl adamantyl acrylate, methyl adamantyl methacrylate, and photoacid-induced reactions. Other acyclic alkyl and alicyclic acrylates are included, such as the polymers in US Pat. Nos. 6,042,997 and 5,492,793; ii) include hydroxy or carboxy ring substituents Polymers containing polymerized units of alkyl acrylates such as the optionally substituted vinylphenyl (eg styrene), vinylphenol, and deblocking groups described for polymer i) above, such as US Pat. Polymers described in No. 042,997; and ii) a polymer comprising a repeating unit containing an acetal or ketal moiety capable of reacting with a photoacid, and optionally an aromatic repeating unit such as a phenyl or phenolic group; such a polymer is described in US Pat. No. 5,929,176. And 6,090,526:
2) A resin that can provide a chemically amplified positive resist that is substantially or completely free of phenyl or other aromatic groups and that is particularly suitable for imaging at sub-200 nm wavelengths, eg, 193 nm. Particularly preferred resins of this type include the following: i) polymers containing polymerized units of non-aromatic cyclic olefins (intracyclic double bonds), eg optionally substituted norbornene, eg US patents Polymers described in 5,843,624 and 6,048,664; ii) alkyl acrylate units such as t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, methyl adamantyl acrylate, methyl methacrylate Polymers comprising adamantyl and other acyclic alkyl and alicyclic acrylates; such polymers are disclosed in US Pat. Nos. 6,057,083; European Patent Publication Nos. EP01008913A1 and EP00930542A1; / 143,462; and iii) Polymers comprising combined acid anhydride units, in particular polymerized maleic anhydride and / or itaconic anhydride units, for example the polymers disclosed in European Patent Application Publication No. EP01008913A1 and US Pat. No. 6,048,662 :
3) contain repeating units containing heteroatoms, in particular oxygen and / or sulfur (but excluding acid anhydrides, ie the units do not contain keto ring atoms) and desirably substantially or completely aromatic Resin without unit. Preferably, the heteroalicyclic unit is fused to the resin backbone, more preferably the resin is a fused carbon alicyclic unit as provided by polymerization of norbornene groups, and / or maleic anhydride or It contains acid anhydride units as provided by the polymerization of itaconic anhydride. Such resins are disclosed in International Application No. PCT / US01 / 14914 and US Patent Application No. 09 / 567,634:
4) Resins that contain fluorine substitution (fluoropolymers), for example, resins that can be provided by polymerization of tetrafluoroethylene, fluorinated aromatic groups, such as fluoro-styrene compounds. Examples of such resins are disclosed, for example, in International Application No. PCT / US99 / 21912.

本発明のコーティング組成物上に上塗りされるポジ型またはネガ型フォトレジストに使用するのに好適な光酸発生剤には、下記式の化合物のようなイミドスルホナートが挙げられる:

Figure 2012150469
式中、Rはカンフル、アダマンタン、アルキル(例えば、C1−12アルキル)およびフルオロアルキル、例えば、フルオロ(C1−18アルキル)、例えば、RCF−[式中、Rは場合によって置換されたアダマンチルである]である。 Suitable photoacid generators for use in positive or negative photoresists overcoated on the coating composition of the present invention include imide sulfonates such as compounds of the formula:
Figure 2012150469
Wherein R is camphor, adamantane, alkyl (eg, C 1-12 alkyl) and fluoroalkyl, eg, fluoro (C 1-18 alkyl), eg, RCF 2- [where R is optionally substituted. It is adamantyl.

上記スルホナートアニオン、特にペルフルオロアルキルスルホナート、例えば、ペルフルオロブタンスルホナートのようなアニオンと複合体を形成したトリフェニルスルホニウムPAGも好ましい。   Preference is also given to triphenylsulfonium PAG complexed with anions such as the above sulfonate anions, in particular perfluoroalkyl sulfonates, for example perfluorobutane sulfonate.

他の既知のPAGも本発明のレジストにおいて使用されうる。特に193nmの像形成のためには、向上した透明性を提供するために、上記イミドスルホナートのような、芳香族基を含まないPAGが概して好ましい。   Other known PAGs can also be used in the resists of the present invention. Particularly for 193 nm imaging, PAGs that do not contain aromatic groups, such as the imide sulfonates described above, are generally preferred in order to provide improved transparency.

本発明の組成物において使用するのに適した他の光酸発生剤には、例えば、オニウム塩、例えば、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムp−トルエンスルホナート;ニトロベンジル誘導体、例えば、2−ニトロベンジルp−トルエンスルホナート、2,6−ジニトロベンジルp−トルエンスルホナート、および2,4−ジニトロベンジルp−トルエンスルホナート;スルホン酸エステル、例えば、1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、および1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン;ジアゾメタン誘導体、例えば、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン;グリオキシム誘導体、例えば、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、およびビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム;N−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体、例えば、N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル;並びに、ハロゲン含有トリアジン化合物、例えば、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、および2−(4−メトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンが挙げられる。このようなPAGの1種以上が使用されうる。   Other photoacid generators suitable for use in the compositions of the present invention include, for example, onium salts such as triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate. , Tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate; nitrobenzyl derivatives such as 2-nitrobenzyl p-toluenesulfonate, 2,6-dinitrobenzyl p-toluene Sulfonates and 2,4-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate; sulfonate esters such as 1,2,3-tris (methanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (trifluoromethane Sulfonyloxy) benzene, and 1,2,3-tris (p-toluenesulfonyloxy) benzene; diazomethane derivatives such as bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane; glyoxime derivatives such as bis-O -(P-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, and bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime; sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds, such as N-hydroxysuccinimide methane Sulfonic acid esters, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid esters; and halogen-containing triazine compounds such as 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5 Triazine, and 2- (4-methoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine. One or more of such PAGs can be used.

本発明のレジストの好ましい任意成分の添加剤は追加塩基、特にテトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)またはテトラブチルアンモニウムラクタートであり、これは現像されたレジストレリーフ像の解像度を向上させることができる。193nmで像形成されるレジストについては、好ましい追加塩基はテトラブチルアンモニウムヒドロキシドの乳酸塩、並びに様々な他のアミン、例えば、トリイソプロパノール、ジアザビシクロウンデセンまたはジアザビシクロノネンである。追加塩基は比較的少量で、例えば、全固形分に対して約0.03〜5重量パーセントで好適に使用される。   Preferred optional additives for the resists of the present invention are additional bases, particularly tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) or tetrabutylammonium lactate, which can improve the resolution of the developed resist relief image. For resists imaged at 193 nm, the preferred additional base is tetrabutylammonium hydroxide lactate, as well as various other amines such as triisopropanol, diazabicycloundecene or diazabicyclononene. The additional base is suitably used in relatively small amounts, for example about 0.03 to 5 percent by weight relative to the total solids.

本発明の上塗りコーティング組成物と共に使用するのに好適なネガ型レジスト組成物は、酸および光酸発生剤への曝露の際に硬化、架橋または固化する物質の混合物を含む。   A negative resist composition suitable for use with the topcoat composition of the present invention comprises a mixture of materials that cure, crosslink or solidify upon exposure to an acid and photoacid generator.

特に好ましいネガ型レジスト組成物は、本発明のフェノール系樹脂のような樹脂バインダー、架橋剤成分および光活性成分を含む。このような組成物およびその使用は欧州特許出願公開第0164248号および第0232972号、並びにThackerayらへの米国特許第5,128,232号に開示されている。樹脂バインダー成分として使用するのに好ましいフェノール系樹脂には、上述のようなノボラックおよびポリ(ビニルフェノール)類が挙げられる。好ましい架橋剤には、アミンベースの物質、例えば、メラミン、グリコールウリル、ベンゾグアナミンベースの物質および尿素ベースの物質が挙げられる。メラミンホルムアルデヒド樹脂は概して最も好ましい。このような架橋剤は市販されており、例えば、メラミン樹脂は、サイメル300、301および303の商品名でサイテックインダストリーズによって販売されている。グリコールウリル樹脂はサイメル1170、1171、1172、パウダーリンク1174の商品名でサイテックインダストリーズから販売されており、ベンゾグアナミン樹脂はサイメル1123および1125の商品名で販売されている。   Particularly preferred negative resist compositions comprise a resin binder such as the phenolic resin of the present invention, a crosslinker component and a photoactive component. Such compositions and their use are disclosed in European Patent Application Publication Nos. 0164248 and 0232972, and US Pat. No. 5,128,232 to Thuckeray et al. Preferred phenolic resins for use as the resin binder component include novolaks and poly (vinylphenol) s as described above. Preferred crosslinkers include amine based materials such as melamine, glycoluril, benzoguanamine based materials and urea based materials. Melamine formaldehyde resins are generally most preferred. Such crosslinkers are commercially available, for example, melamine resins are sold by Cytec Industries under the trade names Cymel 300, 301 and 303. Glycoluril resins are sold by Cytec Industries under the trade names Cymel 1170, 1171, 1172, and Powder Link 1174, and benzoguanamine resins are sold under the trade names Cymel 1123 and 1125.

本発明のフォトレジストは他の任意物質も含むことができる。例えば、他の任意の添加剤には、ストリエーション防止(anti−striation)剤、可塑剤、速度増強剤、溶解阻止剤などが挙げられる。このような任意の添加剤は、充填剤および染料(これらは比較的高濃度、例えば、レジストの乾燥成分の全重量の約5〜30重量パーセントの量で存在できる)を除いて、典型的には、フォトレジスト組成物中で低濃度で存在することができる。   The photoresist of the present invention can also include other optional materials. For example, other optional additives include anti-striation agents, plasticizers, rate enhancers, dissolution inhibitors, and the like. Such optional additives typically include, except for fillers and dyes, which can be present in relatively high concentrations, for example, in an amount of about 5 to 30 weight percent of the total weight of the dry components of the resist. Can be present at low concentrations in the photoresist composition.

リソグラフィー処理
使用において、本発明のコーティング組成物は、スピンコーティングのような様々な方法のいずれかによって、コーティング層として基体に適用される。コーティング組成物は一般に、約0.02〜0.5μmの乾燥層厚で、好ましくは、約0.04〜0.20μmの乾燥層厚で基体上に適用される。基体は好適には、フォトレジストに関連する方法において使用されるあらゆる基体である。例えば、基体はケイ素、二酸化ケイ素、またはアルミニウム−酸化アルミニウムマイクロエレクトロニクスウェハであることができる。ガリウムヒ素、炭化ケイ素、セラミック、石英または銅基体も使用されうる。液晶ディスプレイまたは他のフラットパネルディスプレイ用途のための基体、例えば、ガラス基体、インジウムスズ酸化物被覆基体なども好適に使用される。光学デバイスおよび光電子デバイス(例えば、導波路)のための基体も使用されうる。
Lithographic Processing In use, the coating composition of the present invention is applied to a substrate as a coating layer by any of a variety of methods such as spin coating. The coating composition is generally applied onto the substrate with a dry layer thickness of about 0.02-0.5 μm, preferably with a dry layer thickness of about 0.04-0.20 μm. The substrate is preferably any substrate used in methods related to photoresist. For example, the substrate can be silicon, silicon dioxide, or an aluminum-aluminum oxide microelectronic wafer. Gallium arsenide, silicon carbide, ceramic, quartz or copper substrates can also be used. Substrates for liquid crystal display or other flat panel display applications such as glass substrates, indium tin oxide coated substrates, etc. are also preferably used. Substrates for optical and optoelectronic devices (eg, waveguides) can also be used.

好ましくは、下地コーティング組成物上にフォトレジスト組成物が適用される前に、適用されたコーティング層を硬化させる。硬化条件は下地コーティング組成物の成分によって変動しうる。特に、硬化温度は、コーティング組成物において使用される具体的な酸または(熱)酸発生剤に依存しうる。典型的な硬化条件は約80℃〜225℃で約0.5〜5分である。硬化条件は好ましくは、コーティング組成物塗膜層をフォトレジスト溶媒およびアルカリ現像剤水溶液に対して実質的に不溶性にする。   Preferably, the applied coating layer is cured before the photoresist composition is applied over the underlying coating composition. Curing conditions can vary depending on the components of the underlying coating composition. In particular, the curing temperature may depend on the specific acid or (thermal) acid generator used in the coating composition. Typical curing conditions are about 80 ° C. to 225 ° C. for about 0.5 to 5 minutes. Curing conditions preferably render the coating composition coating layer substantially insoluble in the photoresist solvent and the aqueous alkaline developer solution.

このような硬化後、適用されたコーティング組成物の表面上にフォトレジストが適用される。下部コーティング組成物層の適用に関して、上塗りフォトレジストは、スピニング、ディッピング、メニスカスまたはローラーコーティングのようなあらゆる標準的な手段によって適用されうる。適用の後で、フォトレジスト塗膜層は典型的には加熱によって乾燥させられ、好ましくはレジスト層が粘着性でなくなるまで溶媒を除去する。最適には、下部組成物層と上塗りフォトレジスト層との相互混合が本質的に起こるべきではない。   After such curing, a photoresist is applied on the surface of the applied coating composition. For the application of the bottom coating composition layer, the overcoated photoresist can be applied by any standard means such as spinning, dipping, meniscus or roller coating. After application, the photoresist coating layer is typically dried by heating, and preferably the solvent is removed until the resist layer is no longer tacky. Optimally, intermixing of the bottom composition layer and the overcoated photoresist layer should essentially not occur.

次いで、レジスト層は、従来の方法で、マスクを通した活性化放射線で像形成される。露光エネルギーは、レジスト塗膜層におけるパターン形成された像を生じさせるためにレジストシステムの光活性成分を有効に活性化するのに充分なものである。典型的には、露光エネルギーは、約3〜300mJ/cmの範囲であり、部分的には、露光ツールおよび使用される具体的なレジストおよびレジスト処理に依存する。露光されたレジスト層は、コーティング層の露光領域と未露光領域との間の溶解度差を作り出すかもしくは大きくすることが望まれる場合には、露光後ベークにかけられうる。例えば、ネガ型硬化性フォトレジストは、典型的には、酸促進架橋反応を誘起させるために露光後加熱を必要とし、多くの化学増幅ポジ型レジストは酸促進脱保護反応を誘起するために露光後加熱を必要とする。典型的な露光後ベーク条件には、約50℃以上の温度、より具体的には、約50℃〜約160℃の範囲の温度が挙げられる。 The resist layer is then imaged with activating radiation through a mask in a conventional manner. The exposure energy is sufficient to effectively activate the photoactive component of the resist system to produce a patterned image in the resist coating layer. Typically, the exposure energy ranges from about 3 to 300 mJ / cm 2, in part, depend on the particular resist and resist processing is exposure tool and use. The exposed resist layer can be subjected to a post-exposure bake if it is desired to create or increase the solubility difference between the exposed and unexposed areas of the coating layer. For example, negative curable photoresists typically require post-exposure heating to induce an acid-promoted crosslinking reaction, and many chemically amplified positive resists are exposed to induce an acid-promoted deprotection reaction. Requires post-heating. Typical post-exposure bake conditions include temperatures of about 50 ° C. or higher, more specifically temperatures in the range of about 50 ° C. to about 160 ° C.

フォトレジスト層は液浸リソグラフィーシステム、すなわち、露光ツール(特に、投影レンズ)とフォトレジストでコーティングされた基体との間の空間が液浸流体、例えば、水もしくは、増大した屈折率の流体を提供しうる硫酸セシウムのような1種以上の添加剤と混合された水で占有されている液浸リソグラフィーシステムにおいて露光されてもよい。好ましくは、液浸液体(例えば、水)は気泡を回避するために処理されており、例えば、水はナノバブルを回避するために脱ガスされうる。   The photoresist layer is an immersion lithography system, i.e., the space between the exposure tool (especially the projection lens) and the substrate coated with the photoresist provides an immersion fluid, for example water or an increased refractive index fluid. It may be exposed in an immersion lithography system occupied with water mixed with one or more additives such as possible cesium sulfate. Preferably, the immersion liquid (eg, water) has been treated to avoid bubbles, eg, the water can be degassed to avoid nanobubbles.

本明細書において「液浸露光」または他の類似の用語についての言及は、露光が、露光ツールと、塗布されたフォトレジスト組成物層との間に挿入されるこのような流体層(例えば、水もしくは添加剤を含む水)を用いて行われることを示す。   Reference herein to “immersion exposure” or other similar term refers to such a fluid layer (for example, where the exposure is inserted between the exposure tool and the applied photoresist composition layer (eg, Water or water containing additives).

露光されたレジスト塗膜層は、次いで、現像され、好ましくは、水性現像剤、例えば、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、水性アンモニアなどによって例示されるようなアルカリで現像される。あるいは、有機現像剤が使用されうる。一般に、現像は、認識された手順に従う。現像の後で、酸硬化性フォトレジストの最終ベークが、多くの場合、約100℃〜約150℃の温度で数分間行われ、現像された露光塗膜層領域をさらに硬化させる。   The exposed resist coating layer is then developed, preferably an aqueous developer such as tetrabutylammonium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium silicate, metasilicic acid. Developed with alkali as exemplified by sodium, aqueous ammonia and the like. Alternatively, an organic developer can be used. In general, development follows recognized procedures. After development, a final bake of the acid curable photoresist is often performed at a temperature of about 100 ° C. to about 150 ° C. for several minutes to further cure the developed exposed coating layer area.

現像された基体については、次いで、フォトレジストが除かれたこれら基体領域上が選択的に処理されることができ、例えば、当該技術分野で周知の手順に従ってフォトレジストが除かれた基体領域を化学的にエッチングまたはめっきすることができる。好適なエッチング剤には、フッ化水素酸エッチング溶液、およびプラズマガスエッチング、例えば、酸素プラズマエッチングなどが挙げられる。プラズマガスエッチングは下地塗膜層を除去する。   For the developed substrate, those areas of the substrate where the photoresist has been removed can then be selectively processed, e.g., the substrate area where the photoresist has been removed is chemically treated according to procedures well known in the art. Can be etched or plated. Suitable etchants include hydrofluoric acid etching solutions and plasma gas etching, such as oxygen plasma etching. Plasma gas etching removes the underlying coating layer.

プラズマエッチングは次のプロトコルによって行われた:コーティングされた基体(例えば、本発明に従って、下地コーティング組成物およびレジストでコーティングされた基体)は、25mTの圧力、600ワットのトップパワー(top power)、33CHF(Sccm)、7O(Sccm)および80Ar(Sccm)でプラズマエッチングチャンバーに配置される。 The plasma etch was performed by the following protocol: a coated substrate (eg, a substrate coated with an undercoating composition and a resist according to the present invention) had a pressure of 25 mT, a top power of 600 watts, 33CHF 3 (Sccm), 7O 2 (Sccm) and 80Ar (Sccm) are placed in the plasma etching chamber.

次の非限定的な実施例は本発明の例示である。本明細書において言及される全ての文献は参照により本明細書に組み込まれる。   The following non-limiting examples are illustrative of the invention. All documents mentioned herein are hereby incorporated by reference.

実施例1:パラバン酸樹脂合成
パート1:
パラバン酸(20g、0.175mol)がテトラヒドロフランに7%の全固形分濃度で溶かされた。均質な溶液が得られたら、ブロモt−ブチルアセタート(102.5g、0.525mol)が反応フラスコに添加され、次いでDBU(79.8g、0.525mol)がゆっくりと添加された。この内容物は室温で冷却された。平衡温度に到達した後で、内容物が67℃で還流された。この内容物はこの温度で一晩攪拌された。次の日の朝、DBU−臭化物スラート(slats)の重い沈殿物がろ別され、このように得られた透明溶液が酢酸エチルで希釈された。この有機相は0.1N HCl溶液で洗浄され、未反応DBUを除いた。この有機相はさらにDI水で洗浄され、そしてこの有機物が硫酸ナトリウムで乾燥させられた。この酢酸エチル画分が真空下で乾燥させられて、40gの所望の生成物を得た。このように得られたモノマーIIIは13C NMRで分析された。得られた生成物は純度>99%であった。
Example 1: Synthesis of parabanic acid resin Part 1:
Parabanic acid (20 g, 0.175 mol) was dissolved in tetrahydrofuran at a total solids concentration of 7%. Once a homogeneous solution was obtained, bromo t-butyl acetate (102.5 g, 0.525 mol) was added to the reaction flask, followed by DBU (79.8 g, 0.525 mol) slowly. The contents were cooled at room temperature. After reaching the equilibrium temperature, the contents were refluxed at 67 ° C. The contents were stirred overnight at this temperature. The next morning, a heavy precipitate of DBU-bromide slats was filtered off and the clear solution thus obtained was diluted with ethyl acetate. The organic phase was washed with 0.1N HCl solution to remove unreacted DBU. The organic phase was further washed with DI water and the organic was dried over sodium sulfate. The ethyl acetate fraction was dried under vacuum to give 40 g of the desired product. Monomer III thus obtained was analyzed by 13 C NMR. The resulting product was> 99% pure.

パート2:オーバーヘッドスターラー、ディーンスターク装置および熱電対が取り付けられた100mlの三ツ口丸底フラスコに、上記パート1において製造されたパラバン酸ジアセタート(PBA)(10g、0.029mol)、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌラート(THEIC)(7.6g、0.029mol)、p−TSA(0.17g)、ブタノール(10g)およびアニソール(13g)が入れられた。内容物は攪拌され、150℃の反応温度が達成された。全部で11gの蒸留物が集められ、室温まで冷却することによりこの反応がクエンチされた。このように形成されたポリマーはNMPに溶かされ、20%溶液を生じさせた。このポリマーはイソ−プロパノール/メチルt−ブチルエーテル(50/50)で沈殿させられ、白色粉体(I)を生じさせた。得られたポリマーは真空オーブン内で一晩乾燥させられ、10gのポリマーサンプルを得た。このポリマーは分子量、組成、光学特性、TGAおよびDSC分析およびエッチ速度について分析された。このデータは表1に示される。13C NMRによって決定された組成は6/41/53(Bu−PBA/PBA/THEIC)。 Part 2: A 100 ml three-necked round bottom flask equipped with an overhead stirrer, Dean Stark apparatus and thermocouple was added to diacetate parabanate (PBA) (10 g, 0.029 mol), tris (hydroxyethyl) prepared in Part 1 above. Isocyanurate (THEIC) (7.6 g, 0.029 mol), p-TSA (0.17 g), butanol (10 g) and anisole (13 g) were added. The contents were stirred and a reaction temperature of 150 ° C. was achieved. A total of 11 g of distillate was collected and the reaction was quenched by cooling to room temperature. The polymer thus formed was dissolved in NMP to give a 20% solution. The polymer was precipitated with iso-propanol / methyl t-butyl ether (50/50) to give a white powder (I). The resulting polymer was dried in a vacuum oven overnight to obtain 10 g polymer sample. The polymer was analyzed for molecular weight, composition, optical properties, TGA and DSC analysis and etch rate. This data is shown in Table 1. The composition determined by 13 C NMR was 6/41/53 (Bu-PBA / PBA / THEIC).

実施例2:さらなるパラバン酸樹脂合成
オーバーヘッドスターラー、ディーンスターク装置および熱電対が取り付けられた100mlの三ツ口丸底フラスコに、上記実施例1のパート1において製造されたパラバン酸ジアセタート(PBA)(10g、0.029mol)、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌラート(THEIC)(7.6g、0.029mol)、p−TSA(0.17g)およびアニソール(13g)が入れられた。内容物は攪拌され、150℃の反応温度が達成された。全部で11gの蒸留物が集められ、室温まで冷却することによりこの反応がクエンチされた。このように形成されたポリマーはNMPに溶かされ、20%溶液を生じさせた。このポリマーはイソ−プロパノール/メチルt−ブチルエーテル(50/50)で沈殿させられ、白色粉体(II)を生じさせた。得られたポリマーは真空オーブン内で一晩乾燥させられ、9.5gのポリマーサンプルを得た。このポリマーは分子量、組成、光学特性、TGAおよびDSC分析およびエッチ速度について分析された。このデータは表1に示される。13C NMRによって決定された組成は49/51(PBA/THEIC)。
Example 2: Additional Paravanic Acid Resin Synthesis A 100 ml three-necked round bottom flask equipped with an overhead stirrer, Dean Stark apparatus and thermocouple was added to the parabanic acid diacetate (PBA) (10 g, prepared in Part 1 of Example 1 above). 0.029 mol), tris (hydroxyethyl) isocyanurate (THEIC) (7.6 g, 0.029 mol), p-TSA (0.17 g) and anisole (13 g) were added. The contents were stirred and a reaction temperature of 150 ° C. was achieved. A total of 11 g of distillate was collected and the reaction was quenched by cooling to room temperature. The polymer thus formed was dissolved in NMP to give a 20% solution. The polymer was precipitated with iso-propanol / methyl t-butyl ether (50/50) to give a white powder (II). The resulting polymer was dried in a vacuum oven overnight, yielding 9.5 g of polymer sample. The polymer was analyzed for molecular weight, composition, optical properties, TGA and DSC analysis and etch rate. This data is shown in Table 1. The composition determined by 13 C NMR is 49/51 (PBA / THEIC).

実施例3:さらなるパラバン酸樹脂合成
オーバーヘッドスターラー、ディーンスターク装置および熱電対が取り付けられた100mlの三ツ口丸底フラスコに、上記実施例1のパート1において製造されたパラバン酸ジアセタート(PBA)(14.26g、0.042mol)、トリス(ヒドロキシメチル)エタン(THME)(7.5g、0.063mol)、p−TSA(0.21g)およびアニソール(15g)が入れられた。内容物は攪拌され、150℃の反応温度が達成された。全部で15gの蒸留物が集められ、室温まで冷却することによりこの反応がクエンチされた。このように形成されたポリマーはTHFに溶かされ、20%溶液を生じさせた。このポリマーはイソ−プロパノール/メチルt−ブチルエーテル(50/50)で沈殿させられ、白色粉体(III)を生じさせた。得られたポリマーは真空オーブン内で一晩乾燥させられ、12gのポリマーサンプルを得た。このポリマーは分子量、組成、光学特性、TGAおよびDSC分析およびエッチ速度について分析された。このデータは表1に示される。13C NMRによって決定された組成は48/52(PBA/THME)。
Example 3 Additional Paravanic Acid Resin Synthesis A 100 ml three-necked round bottom flask equipped with an overhead stirrer, Dean Stark apparatus and thermocouple was added to the parabanic acid diacetate (PBA) (14. 26 g, 0.042 mol), tris (hydroxymethyl) ethane (THME) (7.5 g, 0.063 mol), p-TSA (0.21 g) and anisole (15 g) were added. The contents were stirred and a reaction temperature of 150 ° C. was achieved. A total of 15 g of distillate was collected and the reaction was quenched by cooling to room temperature. The polymer thus formed was dissolved in THF to give a 20% solution. The polymer was precipitated with iso-propanol / methyl t-butyl ether (50/50) to give a white powder (III). The resulting polymer was dried in a vacuum oven overnight to obtain 12 g polymer sample. The polymer was analyzed for molecular weight, composition, optical properties, TGA and DSC analysis and etch rate. This data is shown in Table 1. The composition determined by 13 C NMR is 48/52 (PBA / THME).

実施例4:ジおよびトリ−官能性アルコール

Figure 2012150469
上記ポリオールがポリマー(ポリエステルを含む)合成のために有用である。 Example 4: Di- and tri-functional alcohols
Figure 2012150469
The above polyols are useful for polymer (including polyester) synthesis.

実施例5:反射防止組成物製造
3.237gの実施例3からのポリマー、5.768gのテトラメトキシメチルグリコールウリル、0.371gのアンモニア化されたパラ−トルエンスルホン酸、および490.624gのメチル−2−ヒドロキシイソブチラートを含む反射防止キャスティング溶液が混合され、0.2μテフロン(登録商標)フィルタでろ過される。
Example 5 Antireflective Composition Preparation 3.237 g of the polymer from Example 3, 5.768 g tetramethoxymethyl glycoluril, 0.371 g ammoniated para-toluenesulfonic acid, and 490.624 g methyl An antireflective casting solution containing 2-hydroxyisobutyrate is mixed and filtered through a 0.2μ Teflon filter.

実施例6:リソグラフィ処理
この配合されたパラバン酸樹脂コーティング組成物がシリコンマイクロチップウェハ上にスピンコートされ、そして210℃で60秒間真空ホットプレート上で硬化させられて、硬化塗膜層を提供する。
Example 6 Lithographic Processing This formulated parabanic acid resin coating composition is spin coated onto a silicon microchip wafer and cured on a vacuum hotplate at 210 ° C. for 60 seconds to provide a cured coating layer. .

次いで、市販の193nmポジ型フォトレジストがこの硬化したコーティング組成物層上にスピンコートされる。適用されたレジスト層は100℃で60秒間真空ホットプレート上でソフトベークされ、パターン化された193nm放射線に、フォトマスクを通して露光され、110℃で60秒間露光後ベークされ、次いで0.26N水性アルカリ現像剤で現像され、このときフォトレジスト層と下地コーティング組成物との双方がフォトマスクによって画定された領域内で除去される。   A commercially available 193 nm positive photoresist is then spin coated onto the cured coating composition layer. The applied resist layer was soft baked on a vacuum hotplate at 100 ° C. for 60 seconds, exposed to patterned 193 nm radiation through a photomask, post-exposure baked at 110 ° C. for 60 seconds, and then 0.26 N aqueous alkaline Developed with a developer, both the photoresist layer and the underlying coating composition are removed in the areas defined by the photomask.

実施例7:ポリマー分析
ストリップデータは3種の別個の有機コーティング組成物をコーティングすることにより行われた:これら組成物はそれぞれ以下のものを含んでいた:1)それぞれ実施例1、2および3のパラバン酸樹脂、2)熱酸発生剤(1%)、並びに3)グリコウリルベースの架橋剤(10〜15%)。塗膜は200〜500Åであったと認められた。架橋は、この膜を150℃〜250℃でベーキングすることによって効果的に行われた。架橋したものは所望の溶媒に60秒間浸され、次いでその膜から振り落とされた。膜厚さ損失が以下の表1に示される。架橋した塗膜層のそれぞれについて測定され、以下の表1に示される光学パラメータはウーラムベース(Woolam vase)エリプソメータを持ちて得られた。ほぼ5mgの材料が秤量され、熱分析にかけられた。TGAについては、等温保持が150℃で行われ、次いでサンプルが10℃/分の加熱割合で500℃に加熱された。DSCについては、標準二重加熱方法が行われた。表1に示されるTgの数値は2回の試験の平均である。以下の表1におけるコントロール組成物はパラバン酸単位を含まないポリエステル樹脂を含む比較組成物である。
Example 7: Polymer analysis Strip data was performed by coating three separate organic coating compositions: each of these compositions contained: 1) Examples 1, 2 and 3 respectively. 2) a thermal acid generator (1%), and 3) a glycouril-based crosslinking agent (10-15%). The coating was found to be 200-500 mm. Crosslinking was effected effectively by baking the membrane at 150 ° C to 250 ° C. The cross-linked material was soaked in the desired solvent for 60 seconds and then shaken off the membrane. The film thickness loss is shown in Table 1 below. The optical parameters measured for each of the crosslinked coating layers and shown in Table 1 below were obtained with a Woollam base ellipsometer. Approximately 5 mg of material was weighed and subjected to thermal analysis. For TGA, isothermal holding was performed at 150 ° C., then the sample was heated to 500 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min. For DSC, a standard double heating method was performed. The Tg values shown in Table 1 are the average of two tests. The control composition in Table 1 below is a comparative composition containing a polyester resin that does not contain a parabanic acid unit.

Figure 2012150469
表1:パラバン酸含有ポリエステルについての分析データ
Figure 2012150469
Table 1: Analytical data for parabanic acid-containing polyesters

Claims (14)

(a)1以上のパラバン酸部分を含む成分をコーティング組成物が含む、基体上の前記コーティング組成物の層、および
(b)前記コーティング組成物層上のフォトレジスト層、
を含むコーティングされた基体。
(A) a layer of the coating composition on a substrate, wherein the coating composition comprises a component comprising one or more paravanic acid moieties; and (b) a photoresist layer on the coating composition layer;
A coated substrate comprising:
1以上のパラバン酸部分を含む成分が樹脂である請求項1に記載の基体。   The substrate of claim 1 wherein the component comprising one or more parabanic acid moieties is a resin. 前記樹脂がポリエステル連鎖を含む請求項2に記載の基体。   The substrate of claim 2 wherein the resin comprises a polyester chain. 前記樹脂が1以上のシアヌラートおよび/またはウラシル基をさらに含む請求項2または3に記載の基体。   4. A substrate according to claim 2 or 3, wherein the resin further comprises one or more cyanurate and / or uracil groups. (a)1以上のパラバン酸部分を含む成分を含むコーティング組成物を基体上に適用し;
(b)前記コーティング組成物層上にフォトレジスト組成物を適用し;並びに
(c)前記フォトレジスト層を露光し、現像して、レジストレリーフ像を提供する;
ことを含む、フォトレジストレリーフ像を形成する方法。
(A) applying a coating composition comprising a component comprising one or more parabanic acid moieties onto a substrate;
(B) applying a photoresist composition over the coating composition layer; and (c) exposing and developing the photoresist layer to provide a resist relief image;
Forming a photoresist relief image.
1以上のパラバン酸部分を含む成分が樹脂である請求項5に記載の方法。   The method of claim 5, wherein the component comprising one or more parabanic acid moieties is a resin. 前記樹脂がポリエステル連鎖を含む請求項6に記載の方法。   The method of claim 6 wherein the resin comprises a polyester chain. フェニルもしくはアントラセン基を含む成分を前記コーティング組成物が含む、請求項5〜7のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 5 to 7, wherein the coating composition comprises a component comprising a phenyl or anthracene group. フォトレジストが193nm放射線で露光される、請求項5〜8のいずれか1項に記載の方法。   9. A method according to any one of claims 5 to 8, wherein the photoresist is exposed with 193 nm radiation. 適用された前記コーティング組成物が、フォトレジスト組成物を適用する前に架橋される、請求項5〜9のいずれか1項に記載の方法。   The method of any one of claims 5 to 9, wherein the applied coating composition is crosslinked prior to applying the photoresist composition. 上塗りフォトレジスト組成物と共に使用するための反射防止組成物であって、1以上のパラバン酸部分を含む樹脂を含む反射防止組成物。   An antireflective composition for use with an overcoated photoresist composition comprising a resin comprising one or more paravanic acid moieties. 前記樹脂がポリエステル連鎖を含む請求項13に記載の反射防止組成物。   The antireflective composition according to claim 13, wherein the resin contains a polyester chain. 前記樹脂がフェニル基を含む、請求項11または12に記載の反射防止組成物。   The antireflection composition according to claim 11 or 12, wherein the resin contains a phenyl group. 組成物が架橋剤成分を含む、請求項11〜13のいずれか1項に記載の反射防止組成物。   The antireflection composition according to any one of claims 11 to 13, wherein the composition comprises a crosslinking agent component.
JP2012000224A 2010-12-31 2012-01-04 Coating composition for use with overcoated photoresist Active JP5986748B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201061428963P 2010-12-31 2010-12-31
US61/428,963 2010-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012150469A true JP2012150469A (en) 2012-08-09
JP5986748B2 JP5986748B2 (en) 2016-09-06

Family

ID=45444461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012000224A Active JP5986748B2 (en) 2010-12-31 2012-01-04 Coating composition for use with overcoated photoresist

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2472328B1 (en)
JP (1) JP5986748B2 (en)
KR (1) KR101937155B1 (en)
CN (1) CN102591154B (en)
TW (1) TWI639662B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180364575A1 (en) * 2017-06-15 2018-12-20 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Coating compositions for use with an overcoated photoresist

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01134362A (en) * 1987-11-19 1989-05-26 Toa Nenryo Kogyo Kk Letterpress and manufacture of same
JPH06138657A (en) * 1991-10-07 1994-05-20 Tonen Chem Corp Ultraviolet-curing solder resist ink and formation of cover coat
WO2002086624A1 (en) * 2001-04-10 2002-10-31 Nissan Chemical Industries, Ltd. Composition for forming antireflection film for lithography
WO2005098542A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-20 Nissan Chemical Industries, Ltd. Antireflection film for semiconductor containing condensation type polymer
WO2008066019A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Lithographic printing plate material
US20080160461A1 (en) * 2006-12-30 2008-07-03 Kyong Ho Yoon Polymer having antireflective properties and high carbon content, hardmask composition including the same, and process for forming a patterned material layer

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4491628A (en) 1982-08-23 1985-01-01 International Business Machines Corporation Positive- and negative-working resist compositions with acid generating photoinitiator and polymer with acid labile groups pendant from polymer backbone
ATE68272T1 (en) 1984-06-01 1991-10-15 Rohm & Haas LIGHT-SENSITIVE COATING COMPOSITION, THERMALLY-STABLE COATINGS PREPARED THEREOF, AND METHOD OF MAKING THERMALLY-STABLE POLYMER IMAGE.
CA1307695C (en) 1986-01-13 1992-09-22 Wayne Edmund Feely Photosensitive compounds and thermally stable and aqueous developablenegative images
US4968581A (en) 1986-02-24 1990-11-06 Hoechst Celanese Corporation High resolution photoresist of imide containing polymers
US4810613A (en) 1987-05-22 1989-03-07 Hoechst Celanese Corporation Blocked monomer and polymers therefrom for use as photoresists
DE3721741A1 (en) 1987-07-01 1989-01-12 Basf Ag RADIATION-SENSITIVE MIXTURE FOR LIGHT-SENSITIVE COATING MATERIALS
US5128232A (en) 1989-05-22 1992-07-07 Shiply Company Inc. Photoresist composition with copolymer binder having a major proportion of phenolic units and a minor proportion of non-aromatic cyclic alcoholic units
US6165697A (en) 1991-11-15 2000-12-26 Shipley Company, L.L.C. Antihalation compositions
EP0605089B1 (en) 1992-11-03 1999-01-07 International Business Machines Corporation Photoresist composition
US5843624A (en) 1996-03-08 1998-12-01 Lucent Technologies Inc. Energy-sensitive resist material and a process for device fabrication using an energy-sensitive resist material
US5861231A (en) 1996-06-11 1999-01-19 Shipley Company, L.L.C. Copolymers and photoresist compositions comprising copolymer resin binder component
US6090526A (en) 1996-09-13 2000-07-18 Shipley Company, L.L.C. Polymers and photoresist compositions
KR100220951B1 (en) 1996-12-20 1999-09-15 김영환 Vinyl 4-tetrahydropyraniloxybenzal-vinyl 4-hydroxybenzal-vinyltetrahydropyranil ether-vinyl acetate copolymer
US5939236A (en) 1997-02-07 1999-08-17 Shipley Company, L.L.C. Antireflective coating compositions comprising photoacid generators
US6057083A (en) 1997-11-04 2000-05-02 Shipley Company, L.L.C. Polymers and photoresist compositions
US6165674A (en) 1998-01-15 2000-12-26 Shipley Company, L.L.C. Polymers and photoresist compositions for short wavelength imaging
KR20000047909A (en) 1998-12-10 2000-07-25 마티네즈 길러모 Itaconic anhydride polymers and photoresist compositions comprising same
US6048662A (en) 1998-12-15 2000-04-11 Bruhnke; John D. Antireflective coatings comprising poly(oxyalkylene) colorants
US6048664A (en) 1999-03-12 2000-04-11 Lucent Technologies, Inc. Energy-sensitive resist material and a process for device fabrication using an energy-sensitive resist material
TW591341B (en) 2001-09-26 2004-06-11 Shipley Co Llc Coating compositions for use with an overcoated photoresist
JP4738054B2 (en) * 2004-05-18 2011-08-03 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. Coating composition for use with overcoated photoresist
US20070026458A1 (en) 2004-12-17 2007-02-01 Entelos, Inc. Assessing insulin resistance using biomarkers
US7919222B2 (en) * 2006-01-29 2011-04-05 Rohm And Haas Electronics Materials Llc Coating compositions for use with an overcoated photoresist
EP1829942B1 (en) * 2006-02-28 2012-09-26 Rohm and Haas Electronic Materials, L.L.C. Coating compositions for use with an overcoated photoresist
BRPI0719821B8 (en) 2006-10-03 2021-05-25 Ipsen Pharma Sas storage stable composition suitable for administration to patients
EP2216683B1 (en) * 2009-02-08 2018-11-14 Rohm and Haas Electronic Materials, L.L.C. Substrates coated with an antireflective composition and a photoresist
US8883407B2 (en) * 2009-06-12 2014-11-11 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Coating compositions suitable for use with an overcoated photoresist
US9921912B1 (en) 2015-09-30 2018-03-20 EMC IP Holding Company LLC Using spare disk drives to overprovision raid groups

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01134362A (en) * 1987-11-19 1989-05-26 Toa Nenryo Kogyo Kk Letterpress and manufacture of same
JPH06138657A (en) * 1991-10-07 1994-05-20 Tonen Chem Corp Ultraviolet-curing solder resist ink and formation of cover coat
WO2002086624A1 (en) * 2001-04-10 2002-10-31 Nissan Chemical Industries, Ltd. Composition for forming antireflection film for lithography
WO2005098542A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-20 Nissan Chemical Industries, Ltd. Antireflection film for semiconductor containing condensation type polymer
WO2008066019A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Lithographic printing plate material
US20080160461A1 (en) * 2006-12-30 2008-07-03 Kyong Ho Yoon Polymer having antireflective properties and high carbon content, hardmask composition including the same, and process for forming a patterned material layer

Also Published As

Publication number Publication date
JP5986748B2 (en) 2016-09-06
KR101937155B1 (en) 2019-01-10
EP2472328A1 (en) 2012-07-04
CN102591154B (en) 2013-12-04
CN102591154A (en) 2012-07-18
TWI639662B (en) 2018-11-01
EP2472328B1 (en) 2013-06-19
KR20120078674A (en) 2012-07-10
TW201241118A (en) 2012-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6072107B2 (en) Coating composition for use with overcoated photoresist
JP5840352B2 (en) Coating composition for use with overcoated photoresist
US7919222B2 (en) Coating compositions for use with an overcoated photoresist
JP4881640B2 (en) Coating composition for use with overcoated photoresist
JP4954562B2 (en) Coating composition for use with overcoated photoresist
JP4865424B2 (en) Coating composition for use with overcoated photoresist
JP4738054B2 (en) Coating composition for use with overcoated photoresist
KR101554970B1 (en) Coating compositions for use with an overcoated photoresist
US10481494B1 (en) Coating compositions for use with an overcoated photoresist
JP5986748B2 (en) Coating composition for use with overcoated photoresist

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150917

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20151216

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160115

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160722

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160808

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5986748

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250